IX CONGRESO INTERNACIONAL y 23° Reunión Técnica de la AATH Jornada Técnica AAHE-AATH – 02/11/2020
Aporte de los aditivos químicos al hormigón sustentable
Av. Cobos
Ing. Pablo Giovambattista Gerencia Técnica LEGATEC SRL
Av. Caseros
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QUE ES SUSTENTABILIDAD Aquel que satisface las necesidades de las generaciones presentes, sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias
Av. Cobos
Av. Caseros
ING PABLO GIOVAMBATTISTA
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Los tres pilares del desarrollo sostenible de las construcciones de hormigón Deben ser duraderos, de bajo mantenimiento, reutilizables y energéticamente eficientes
Deben proporcionar un interior seguro, saludable y confortable • integridad estructural • Protección contra el clima y el fuego Av. Cobos • Rendimiento acústico
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Caseros El consumo de energíaAv. y las emisiones de GEI durante todo el ciclo de vida deberían ser bajas
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El hormigón es el material de construcción más utilizado Producción Mundial estimada año 2009 Puesto
Material
1
AGUA
2
HORMIGON
6
CEMENTO
11
ACERO
Según el Consejo • Cada año se colocan más Mundial Av.Empresarial Cobos de 25 mil millones de Av. Caseros para el Desarrollo toneladas de hormigón Sostenible 2009
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¿Por qué el hormigón es empleado como material de construcción? 1) Excelente comportamiento ante acción del agua. 2) Puede ser colado in situ en diferentes formas y tamaños. 3) Es económico y disponible en toda obra. 4) Alta resistencia a compresión y se combina perfectamente con el acero. 5) Buena durabilidad ante ambientes agresivos. 6) Requiere moderado consumo de energía para su fabricación. 7) Las estructuras de hormigón necesitan un mantenimiento mínimo. 8) Existen técnicas y productos para diagnóstico y reparación. 9) Puede diseñarse Hº resistentes, durables y de reparación. Av. Caseros 10) La evoluciona constantemente y brinda soluciones a infinidad Av.industria Cobos de casos.
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Sin embargo posee debilidades en su propia esencia 1) Baja Relación Resistencia / Peso 2) Durabilidad baja en ambientes de agresividad muy severa 3) Baja resistencia a impacto y tracción 4) Aspecto estético 5) Cantidad y especialización importante de mano de obra para puesta en obra 6) Aspectos medioambientales, contaminantes y consumo materias primas 7) Gran liberación de calor en estructuras masivas Av. Caseros 8) Av. Contracción por secado Cobos 9) Tiempos de construcción lentos
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Características sustentables del hormigón 1. Prolongada vida útil: La durabilidad del hormigón asegura que la estructura conservará sus capacidades portantes y estéticas durante muchos años. La huella de carbono de una estructura compuesta por Hormigones sustentables se minimiza a lo largo de su servicio. 2. Seguridad: Las estructuras de hormigón pueden soportar desastres naturales, incluyendo huracanes, tornados, terremotos e inundaciones. Esta resistencia reduce al mínimo la necesidad del reemplazo o reparación de sus componentes. 3. Eficiencia energética: La masa térmica inherente del hormigón absorbe el calor durante el día y lo libera por las noches, reduciendo los costos y mejorando su eficiencia energética. Av. Cobos
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Características sustentables del hormigón • 4. Bajo mantenimiento: proporciona durabilidad a largo plazo, y por lo tanto, reduce al mínimo la necesidad de mantenimiento extensivo comparado con otros materiales de construcción. • 5. Reducción de residuos: Los componentes del hormigón normalmente se descartan, pero los mismos, convenientemente tratados, pueden ser empleados nuevamente. • 6. Economía de recursos: reemplazar cantidades de cemento en sus mezclas con subproductos industriales, como por ejemplo, el humo de sílice y la escoria de alto horno. Su empleo los elimina de los vertederos y minimiza la demanda de cemento, mientras que, en muchos casos, desarrolla hormigones más duraderos. Av. Cobos
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Características sustentables del hormigón • 7. Reducción del costo de transporte: A través de la utilización de materiales locales. • 8. Flexibilidad de diseño: diseñar diversas formas arquitectónicas y espacios. • 9. Mejora de la calidad del aire interior: El hormigón no contiene compuestos orgánicos volátiles, optimizando la calidad del aire interior. No es compatible con el crecimiento de moho, ya que es inorgánico. • 10. Estética y otros beneficios sociales significativos: El hormigón puede ser colado en casi cualquier acabado o forma. Ello proporciona al diseñador una flexibilidad ilimitada en el empleo del color, forma y textura. • Además, el hormigón aporta una alta resistencia al fuego yAv. unCaseros Av. Cobos excelente aislamiento del ruido.
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¿Por qué no es verde el hormigón? • •
Impacto del cemento: El 96% de la huella de carbono del hormigón representa el 85% de la energía incorporada
Av. Cobos Energía incorporada "es" la suma de los requisitos de energía asociados, directa o indirectamente, con la entrega de un bien o servicio "
Consume una gran cantidad de agua en el proceso de producción. Energía consumida en trituración de agregados y en el transporte.
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Av. Caseros La Huella de Carbono es "el conjunto total de emisiones de gases de efecto invernadero causadas directa o indirectamente por un individuo, organización, evento o producto"
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Teniendo en cuenta tales limitaciones, ¿el hormigón es sostenible?
La evaluación de sostenibilidad debe considerarse de manera integral durante todo el ciclo de vida del hormigón, y no solo en el proceso de producción
Av. Cobos
Av. Caseros
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¿Cómo puede el hormigón volverse más verde? DURABILIDAD: Especificar y usar hormigón duradero. Esto tiene una importancia primordial porque DURABILIDAD significa mayor vida útil, menos recursos y energía gastada. REDUCIR EL CONTENIDO DE CEMENTO PORTLAND Reemplazo parcial de cemento por adiciones minerales Cenizas volantes - Escoria de horno alto granulada molida - Microsílice UTILIZAR AGUA RACIONALMENTE Use agua de lluvia tratada y agua gris reciclada. Trate y reutilice el agua de lavado Reduzca la relación agua / cemento Use compuesto de curado donde sea posible / práctico En paredes de hormigón, deje el encofrado en su lugar 2 a 3 días más Caseros Av.agregado Cobos ligero para el curado interno (donde los requisitos Av. Use de resistencia lo permitan)
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¿Cómo puede el hormigón volverse más verde? RECICLADO Use desechos de hormigón reciclado como agregado grueso Recicle las sobras de las barras de refuerzo
DONDE LA RESISTENCIA Y OTROS CRITERIOS DE RENDIMIENTO LO PERMITAN USAR ADITIVOS UTILICE EL AGREGADO CORRECTO Dele preferencia al agregado extraído localmente Use agregado ligero para un mejor aislamiento y curado interno USOAv. RACIONAL DE ARMADURAS Cobos
PRACTICAS CONSTRUCTIVAS SUSTENTABLES
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Aditivos: Qué son ? REGLAMENTARIO CIRSOC 201: Son sustancias que se agregan al hormigon y que por accion fisica, quimica o ambas a la vez, cambian las propiedades del mismo tanto en estado fresco como en estado endurecido. NORMATIVO IRAM 1663: Material que aparte del cemento, los agregados y el agua, empleados normalmente en la preparacion del hormigon, puede
incorporarse antes o durante la preparacion del paston, conAv. el Caseros objeto de Av. Cobos
modificar alguna o varias de sus propiedades en la forma deseada, aportando un volumen desestimable (< 5% del peso del cemento)
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Aditivos: Qué son ? Atributos sostenibles Los aditivos se producen para mejorar las propiedades específicas del hormigón durante la elaboración, transporte, colocación y / o uso en servicio El costo ambiental o de CO2 para hacer el aditivo en sí mismo puede estar más que compensado en las cualidades sostenibles que imparte al producto final de hormigón.
Puede ayudar con: • reducción de la eCO2 general
• uso reducido de agua
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• Reutilización y reciclado • extender la vida de diseño del hormigón
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Las razones más importantes para usar un aditivo (ACI – 212) • Aumentar la trabajabilidad sin modificar el contenido de agua o para reducir el contenido de agua, logrando la misma trabajabilidad • Acelerar la velocidad de desarrollo de resistencia a edades tempranas • Aumentar la resistencia • Retardar o acelerar el fraguado inicial • Modificar la velocidad o la aptitud de exudación o ambos • Mejorar la durabilidad • Av. Controlar de Caseros los Cobos la expansión causada por la reacción Av. álcalis con ciertos constituyentes de los agregados
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Las razones más importantes para usar un aditivo (ACI – 212) • • • • •
Reducir el flujo capilar de agua Para producir hormigón celular Reducir la permeabilidad a los líquidos Mejorar la penetración y el bombeo Reducir el asentamiento, especialmente en mezclas para rellenos • Aumentar la adherencia entre acero y hormigón • Aumentar la adherencia entre hormigón nuevo y viejo • Producir hormigones de color • Inhibir la corrosión de metales embebidos en el hormigón Av. Caseros Cobos el costo del hormigón • Av.Reducir
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Clasificación según IRAM 1663
Otros Aditivos
✓Reductor de agua
✓Espumigenos (para RDC)
✓Retardador
✓Hdrófugo de masa
✓Acelerante
✓Inhibidores de corrosion
✓Reductor de agua y Retardador
✓Expansores
✓Reductor de agua y Acelerante
✓Antideslave (Anti wash✓Reductor de agua de Alto Rango out) Av. Cobos de agua de Alto Rango ✓.... ✓Reductor y Retard.
✓Incorporador de aire
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Aditivos Reductores de agua Es un aditivo que incrementa la fluidez del mortero o el hormigón (fluidificante) O mantinen el asentamiento con un reducción del agua de mezclado (plastificante). Dicho efecto no es debido a la incorporación de aire. As 12 / 15 cm a/(c +mc) > 0.45 Combinar con HRWR para baja relacion a/c As 15 / 18 cm a/(c +mc) > 0.40 Combinar con HRWR para baja relacion a/c Av. Cobos
As 15 / 18 Av. cm Caseros a/(c +mc) > 0.40 Combinar con HRWR para baja relacion a/c As 70 cm ext a/(c +mc) > 0.30
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Aditivos Reductores de Agua - Beneficios Hormigón Fresco: • Menor Relación Agua / Cemento • Mejoran Trabajabilidad, bombeabilidad, Colocabilidad y Terminación • Influencian el tiempo de Fraguado Hormigón Endurecido: • Aumento de la Resistencia • Mejora de la Durabilidad Cobos • Av. Mejora en el Control de Calidad
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160 140
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Permeabilidad [m/seg 10-14]
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120 100
Av. Caseros
80 60 40 20 0 0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Razón a/c
0.7
0.8
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Relacion agua / cemento = 0.35 Asentamiento = 1.5 cm Resistencia a la compresion
Varillado 10 MPa
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Vibrado 67 MPa
Asentamiento > 18 cm Resistencia a la compresion
Varillado 49 MPa
Vibrado 67 MPa
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Baja A/C Mayor Resistencia Y Durabilidad Trabajabilidad Similar Mayor Retracción y Desarrollo de Calor
Baja A/C Mayor Resistencia Y Durabilidad Igual Trabajabilidad
Incrementar Resistencia (+Cemento)
Hormigón Control
Ahorrar Cemento (-Agua- Cemento)
Resistencia Similar, Durabilidad y Trabajabilidad Baja Retracción y Desarrollo de Calor
Av. Caseros
Similar Resistencia Y Durabilidad Resistencia Similar
Mayor Trabajabilidad Mayor Trabajabilidad Mayor Retracción y Desarrollo de Calor
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Aditivos que modifican el fraguado • Regular la velocidad de hidratación del cemento. • Compensar el efecto de la temperatura sobre el hormigón • Resolver problemas de transporte, colocación y terminación • Tiempo de puesta en servicio de la estructura
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Los acelerantes se emplean cuando: • Compensación del efecto retardador de bajas temperaturas • Reducción de los períodos de protección y curado del hormigón.
• Disminución del tiempo necesario de mantenimiento de encofrados. Mayor rotación de encofrados • Habilitación rápida de estructuras o aplicación de cargas tempranas.
Los retardadores suelen prestar un gran servicio en: • Evitar el efecto acelerador de altas temperaturas en el hormigonado. • Cuando se transporta la mezcla a grandes distancias. • Cuando se realizan mezclas de baja relación agua/cemento
• Cuando debe postergarse por cualquier razón el vibrado. Av. Caseros Av. Cobos • Juntas de trabajo imprevistas o durante la interrupción del hormigón. • Adaptación del Hº en estado plástico a deformaciones de los encofrados.
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Control de hidratación 2000
Heat Evolved (uCal/g/s)
1750
Plain
1500
Retarder
1250
Extended-Set Control
1000 750 500 250
Usos:
Av. Cobos
0 0
3
6
9
12
15
Time (hrs) Agua de lavado Hormigón devuelto Largo tiempo de transporte / tiempo de descarga
18
Av. Caseros 21 24
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Aditivos Incorporadores de Aire Principales efectos sobre el Hormigón fresco: • Actúan como fluidificantes, aumentando de la cohesión y trabajabilidad. • Reducen el contenido de agua y arena para una consistencia dada. • Reducen la exudación de agua. • Reducen la segregación del hormigón. Sobre el Hormigón endurecido: • Mejora la homogeneidad y el aspecto del hormigón desmoldado. • Reduce la absorción del hormigón, aumenta su impermeabilidad. • Aumento de la durabilidad sometidas a efectos de congelación y deshielo y al ataque de aguas o sustancias agresivas. • Mejora de las condiciones de curado de las estructuras como Av. Caseros Av. Cobos de la retención del agua libre de los capilares del consecuencia hormigón. • Reduce la resistencia entre 3% y 5% por cada 1% de aire incorpado
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Inhibidores de la corrosión • Actúan formando en la superficie del metal una película protectora muy insoluble impidiendo la corrosión en ciertos ambientes • En realidad demoran la fase de iniciación en la corrosión, extendiendo la vida útil del hormigón • Cabe recordar que el hormigón es un medio básico que protege naturalmente las armaduras, por lo que puede emplearse un hormigón compacto y espesor de recubrimiento adecuado
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Espumígenos (RDC): • Son aditivos que generan una masa estable de burbujas de aire que ocupa del 30 al 50% del volumen del mortero endurecido. • Con ellos se realizan los Hormigones Celulares y RDC. • Es posible colocarlo sin necesidad de compactación • Puede ser elaborado en plantas y transportados en mixers • Aplicaciones: Rellenos no estructurales excavables (zanjas), subbases, etc.
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Aditivos de Contracción compensada: • Producen una leve expansión a edades tempranas, las cuales se compensan a edades tardías. • Se pueden disminuir o eliminar las juntas y costos de mantenimiento. • Se denominan Hormigones de Retracción Compensada. Se emplean en pisos industriales
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Agente modificador de la viscosidad • Son el último avance en la Tecnología del hormigón. • Modifica la viscosidad , el rozamiento y aumenta la estabilidad de la mezcla. • Se emplean en HAC y hormigonado bajo agua • Arena líquida
Inhibidores de la RAA • Disminuyen la reactividad de los álcalis, retardándola. • Pueden emplearse cuando no es viable cambiar el tipo de agregados reactivos y/o el tipo de cemento • Principalmente son compuestos a base de sales de litio y Av. bario Caseros Av. Cobos
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Aditivos para hormigón proyectado Son aceleradores de fragüe que producen el fragüe instantáneo Disminuyen el grado de rebote y el desplazamiento. Aumentar el espesor de capa Aceleran fuertemente las resistencias y estabilidad de estructuras a edades tempranas.
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Gracias por su atención
Av. Cobos
Av. Caseros
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